Разновидности химико-термической обработки стали
Химико-термической обработкой стали называется термическая обработка, суть которой заключается в сочетании термического и химического воздействия с целью изменения состава, структуры и свойств поверхностного слоя стали. Она используется для изменения химического состава и свойств поверхностей - твердости, износоустойчивости и коррозионной стойкости. Это совокупность операций термической обработки с насыщением поверхности изделия различными элементами (углерод, азот, алюминий, кремний, хром и др.) при высоких температурах. Химико-термическая обработка на сегодняшний день представляет собой один из наиболее распространенных видов обработки металла с целью придания ему необходимых эксплуатационных свойств.
Наиболее широкое распространение получили способы насыщения поверхностного слоя стали углеродом и азотом.
Насыщение может происходить как по отдельности, так и в сочетании данных веществ. В соответствии с этим выделяют процессы цементации, азотирования, нитроцементации, цианирования. Гораздо реже используется химико-термическая обработка стали хромом (хромирование), бором (борирование), кремнием (силицирование) и алюминием (алитирование). Поверхностное насыщение стали металлами, образующими с железом твердые растворы замещения, более энергоемко и длительно, чем насыщение азотом и углеродом, образующими с железом твердые растворы внедрения. При этом диффузия элементов легче протекает в решетке. Химико-термическая обработка повышает твердость, износостойкость, кавитационную и коррозионную стойкость и, создавая на поверхности изделий благоприятные остаточные напряжения сжатия, увеличивает их надежность и долговечность.
Сам процесс химико-термической обработки стали представляет собой процесс, состоящий из нескольких стадий, среди которых находятся следующие операции: образование активных атомов в насыщающей среде вблизи поверхности или непосредственно на поверхности металла; адсорбция (сорбция) образовавшихся активных атомов поверхностью насыщения (может быть физической и химической); диффузия — перемещение адсорбированных атомов в решетке обрабатываемого металла (определяет важнейшую характеристику химико-термической обработки стали – толщину упрочненного слоя).